《操作系统》实验指导.doc

操作系统实验指导福建广播电视大学计算机系 朱建忠一实验说明操作系统是计算机专业开设的一门理论性较强的公共基础课，课程涉及的概念多，知识面广，内容较抽象。本课程开设实验课，加强学生实践环节的训练。本课程实验教材选用中央广播电视大学出版社出版的操作系统实验指南一书。在教学过程中分阶段安排学生完成实验。二实验要求1每个学生上机实验时，要保证每人一机，通过实验教材中的实验（由实验教师验收），否则将不得参加期末卷面考试。2必须保证满足课程要求的上机时数。3必须配备专职的操作系统实验课程的实验指导老师。4. 本课程实验要求在装有Linux系统的机器上进行。三实验内容实验一：安装Linux系统（4学时）目的：1学会在操作系统安装之前，根据硬件配置情况，制订安装计划。2学会在安装多操作系统前，利用硬盘分区工具（如PQMagic）为Linux准备分区。3学会Linux操作系统的安装步骤和简单配置方法。4学会Linux系统的启动、关闭步骤，初步熟悉Linux系统的用户界面。内容：1安装并使用硬盘分区工具（如PQMagic），为Linux准备好分区。2安装Linux系统（如红旗Linux桌面版）。3配置Linux系统运行环境。4正确地启动、关闭系统。5对图形界面进行一般操作。要求：1制订安装计划。2如果在机器上已安装了Windows系统，而且没有给Linux预备硬盘分区，则安装硬盘分区工具（如PQMagic），运行它，为Linux划分出一块“未分配”分区。3在光驱中放入Linux系统安装盘，启动系统。按照屏幕提示，选择/输入相关参数，启动安装过程。4安装成功后，退出系统，取出安装盘。重新开机，登录Linux系统。5对Linux系统进行配置，如显示设备、打印机等。6利用鼠标对图形界面进行操作。说明：1本实验应在教师的授权和指导下进行，不可擅自操作，否则可能造成原有系统被破坏。2如条件不允许每个学生亲自安装，可采用分组进行安装或课堂演示安装的方式。实验二：Linux 应用及shell编程（4学时）目的：1掌握Linux一般命令格式和常用命令。2学会使用vi编辑器建立、编辑文本文件。3了解shell的作用和主要分类。4学会bash脚本的建立和执行方式。5理解bash的基本语法。6学会编写简单的shell脚本。内容：1正确地登录和退出系统。2熟悉使用date，cal等常用命令。3进入和退出vi。利用文本插入方式建立一个文件。4学会用gcc编译器编译C程序。5建立shell脚本并执行它。6学会使用shell变量和位置参数、环境变量。7学会使用bash的特殊字符和一般控制结构编写shell脚本。要求：1登录进入系统，修改个人密码。2使用简单命令：date，cal，who，echo，clear等，了解Linux命令格式。3进入vi。建立一个文件，如file.c。进入插入方式，输入一个C语言程序的各行内容，故意制造几处错误。最后，将该文件存盘。回到shell状态下。4运行gcc file.c -o myfile，编译该文件，会发现错误提示。理解其含义。5利用vi建立一个脚本文件，其中包括date，cal，pwd，ls等常用命令。然后以不同方式执行该脚本。6对主教材第2章中的适当例题进行编辑，然后执行。从而体会通配符、引号、输入输出重定向符、成组命令的作用；能正确使用自定义变量、位置参数、环境变量、输入/输出命令；能利用if语句、while语句、for语句和函数编写简单的脚本。实验三、进程管理（4学时）（1）实验目的1使学生进一步掌握进程的概念及状态，加深对进程管理的理解；2进一步加深对进程动态性、并发行的理解；3学会查看进程状态的信息；4了解进程管理命令；5在后台运行进程；（2）预备知识1理解并掌握进程概念：进程的概念、特点、优先级、进程的属主以及表识等。2进程的生存期：进程的创建、进程的活动以及进程的终止。（3）实验内容1观察进程状态：从键盘输入命令$ ps,看到输出的信息，包括进程的标识号、进程所在的控制终端、累计执行终端等；输入sp -e命令，显示系统中运行的所有进程，包括系统进程和用户进程；输入ps f看到有关进程的更详细的信息，包括进程建立的注册用户名、父进程、进程使用cpu情况等；输入ps l得到进程附加属性的长列表信息；输入ps el，得到所有进程的附加属性长列表信息。2进程控制：后台进程，为了在后台运行一个命令，在命令行的末尾要加上一个&字符，之后shell返回一个提示符$；在后台执行命令时，显示一个作也号和该进程的PID号；3作业控制发送信号：信号是随时可以中断进程并让他立即采取行动的事件。涉及到的操作包括挂起信号、中断信号和退出信号等；保护进程命令nohup命令：当在后台运行一个很长的进程时，并且在退出进程时也不终止该进程，这是可以使用该命令；发送特殊信号kill命令：有些信号不能利用按键很容易的生成，为了发送这些信号，使用kill命令。4减轻系统负载：Linux提供了一些命令能够使系统运行的效率更高，把进程的负载分散到更长的时间段内；nice命令可以影响进程的优先值；at命令可以延迟命令的执行时间。5. 进程综合实验。（4）实验要求：1深入理解有关进程的概念，能用ps命令列出系统中进程的有关信息，并进行分析。2理解进程的创建及相互之间的关系。3初步了解终止进程的方法。4能使用&、jobs、bg、at等命令控制进程的运行。 实验四、存储管理（3学时）（1）实验目的：1深对存储器管理技术有关概念的理解；2通过使用有关存储器管理和通信的命令，存储器管理的教学内容；3了解使用系统管理命令监视内存的性能；（2）预备知识：1对换：对换就是进程的映像在内存和磁盘对换区之间进行交换。了解并熟悉对换区的分配和进程的换出和换入。2请求分页： 分页：在分页存储管理系统中，把每个进程的地址空间分成固定大小的若干片断，称之为分页。 请求分页的基本思想：请求分页技术是最常用的虚拟存储器管理技术，通常各进程的的程序和数据全部放在后备存储器上，当运行一个进程时，把它装入内存。（3）实验内容：1使用系统命令监视内存的使用情况：使用sar命令：sar命令是报告系统活动的软件包，包括文件的读写、调度和系统调用的活动、缓冲区的使用、磁盘I/O活动、进程间通信、对换等。可以使用sar命令报告叶面调动活动，报告未用的内存叶面数和对换区磁盘块数，报告系统对换和进程上下文切换活动的情况。2实用系统命令监视对换区的使用情况：使用swap命令：swap命令提供了一种添加和监控系统对换区的手段。对换区扩展了系统可用的虚拟内存空间，当物理内存空间不够用时，就要使用对换区，对换区是一个磁盘分区，可以通过块特别设备进行访问。（4）实验要求：1能够正确使用系统命令观察到系统在一段时间有关对换和调页的情况。2了解所得到的数据的含义。3对内存的活动情况有进一步的分析。 实验五、文件管理（3学时）（1）实验目的：1加深对文件、目录和文件系统等概念的理解；2理解并掌握文件系统的目录结构；3了解并初步掌握文件系统的常用命令；4了解有关文件安全方面的知识；（2）预备知识：1文件及其分类：文件是Linux用来存储信息的基本结构，文件名是文件的标识，构成文件名的合法字符串，Linux文件的分类和Linux系统提供的文件存取控制方式等。2目录结构：Linux文件系统采用带链接的树形目录结构，分为根目录和子目录；在目录数中，访问一个文件或目录需要指定一条路经（路径又分为绝对路径和相对路径）；3文件链接：文件链接有两种形式：硬链接和符号链接。硬链接是已存在文件的节点号被多个目录中的目录项使用；符号链接有时也叫软链接，是将一个路径名与一个文件关联起来。4文件名扩展字符：文件名扩展字符的功能和常用字符。常用字符包括星号（*）、问号（？）、方括号（）等。（3）实验内容：1使用pwd、cd、ls等命令浏览文件系统：运行pwd命令，确定当前工作目录；利用ls l显示当前工作目录的内容；运行ls ai观察显示信息；使用mkdir建立一个子目录；使用ls命令察看有关子目录的信息；使用cd命令，将工作目录改到根目录上；使用ls命令列出根目录内容；2使用cat、cp、mv、head、tail、rm等命令查看文件：利用cd命令，将工作目录改到主目录上；使用cat命令察看file文件的内容；利用man命令显示date命令的用法；利用ls l file命令列出文件详细信息；生成文件副本，删除文件，察看指定文件是否在工作目录中，列出目录中所有文件等。3使用ln命令进行文件的硬连接和符号连接：4使用find、grep命令进行文件查找和模式匹配：查找文件和目录；查找文件中制定的模式。5使用chmod命令修改文件的权限：存取权限；文件存取权限；目录存取权限；修改文件权限。（4）实验要求：1正确使用文件管理命令，能熟练对文件进行浏览、拷贝、移动和删除。2能熟练的确定和更改工作目录，察看内容和文件属性，创建和删除目录。3正确理解文件权限，并能进行相应的更改。4理解文件的类型及其表示形式。5理解文件名的表示形式，在模式匹配中能正确使用通配符。